• 센서학회지
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• 제27권4호
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• pp.237-241
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• 2018

The real-time enrichment and detection of pathogens are serious issues and rapidly evolving field of research because of the ability of these pathogens to cause infectious diseases. In general, bacterial detection is accomplished by conventional colony counting or by polymerase chain reaction (PCR) after DNA extraction. As colony counting requires considerable time to cultivate, PCR is an attractive method for rapid detection. A small number of pathogens can cause diseases. Hence, a pretreatment process, such as enrichment is essential for detecting bacteria in an actual environment. Thus, in this study, we developed a microfluidic chip capable of performing rapid enrichment of bacteria and the extraction of their genes. A lectin, i.e., Concanavalin A (ConA), which shows binding affinity to the surface of most bacteria, was coated on the surface of magnetic particles to nonspecifically capture bacteria. It was subsequently concentrated through magnetic forces in a microfluidic channel. To lyse the captured bacteria, magnetic particles were irradiated by a wavelength of 532nm. The photo-thermal effect on the particles was sufficient for extracting DNA, which was consequently utilized for the identification of bacteria. Our device will help monitor the existence of bacteria in various environmental situations such as water, air, and soil.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권5호
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• pp.550-559
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• 2006

This paper presents designs and performance investigations of two bypass-type MR (magneto-rheological) shock dampers for high impulsive force systems, one of which is with single rod and the other with double rod. First of all, on the basis of the Bingham properties of the MR fluid and the magnetic field analysis of the magnetic circuit, the MR shock dampers are designed and manufactured. After experimental investigations on their magnetic field-dependent damping forces and responses characteristics, dynamic models of the proposed dampers are formulated and compared. Then, a simple 1 degree-of-freedom mass-drop system is constructed, and the effective and practical control algorithm is designed by considering dynamic characteristics of the shock control system. The shock control performances of the proposed MR shock dampers are verified through the comparison study of experiment results with simulation ones.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권5호
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• pp.172-178
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• 2021

An injector is a mechanical device present inside the engine. Its main function is to supply an appropriate volume of fuel into the combustion chamber, which is directly related to the overall engine efficiency of a car. During the operation of an injector, a magnetic force lifts the parts of the injector from closed position to open position which generates a horizontal force on the needle. The horizontal force acts on a different position from that of the center of mass of the needle. Therefore, this causes eccentricity in the needle and the generation of a tilting motion during the lifting operation which can result in wear. However, appropriate selection of clearances for these parts can prevent wear. In this study, lubrication analysis is conducted to determine the optimum clearance of parts with sliding motion inside the injector. The height functions are derived considering the dynamic behavior and relative velocity of the parts. Using the derived height function, the pressure profiles are calculated for the lubricated surfaces from the Reynolds' equation. Subsequently, the fluid reaction forces are calculated. The equations of motions are applied to the fluid reaction forces and external forces are solved to calculate the minimum film thickness between each part with variation in the clearances. Finally, the optimum clearances are determined. The effect of the clearances on the behavior of the moving parts is presented and discussed.

• 한국자기학회지
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• 제25권3호
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• pp.87-91
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• 2015

본 논문에서는 코일건 발사 시스템의 성능 향상을 위한 솔레노이드 설계에 대해 연구하였다. 즉, 코일건 솔레노이드의 코일 직경에 따른 피투사체의 발사속도에 대한 분석을 수행하였다. 코일건은 자기력을 이용하여 피투사체를 발사시키는 시스템이다. 솔레노이드에 순간적으로 큰 전류를 흘려주면 코일 주위에 순간적인 자기장이 만들어지고, 발사체는 플레밍의 오른손 법칙에 따라 코일의 중심 방향으로 자기력을 받아 발사된다. 피투사체의 발사 속도는 솔레노이드 코일이 생성하는 자기력과 비례한다. 하지만, 솔레노이드 코일은 규격에 따른 최대허용 전류가 존재한다. 따라서, 한계 전류 내에서 피투사체에 작용하는 자기력이 최대가 되는 솔레노이드 코일의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 솔레노이드 코일의 설계를 위해 AWG(American Wire Gauge)6부터 AWG18까지의 코일의 직경에 따른 최적의 권수를 찾아서 발사가능여부와 그에 따른 발사속도를 비교 분석한다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제48권9호
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• pp.476-483
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• 1999

In this paper, electromagnetic forces acting on the rotor surface of a BLDC motor for hard disk drive are calculated by the finite element field analysis. The frequency characteristics of torque ripple, local force and unbalanced magnetic force as a source of mechanical vibration area analyzed. Ring-type permanent magnets for the brushless DC motor are apt to have different magnetization levels at each pole because of the unbalanced air gap between the magnet surface and the magnetizer fixture during the multi-poles magnetizing process. This paper discusses the effect of the unsymmetric magnetization distribution in the permanent magnet on the brushless DC motor performances. As a result, the unbalanced magnetic force acting on the rotor surface and the torque ripple are examined for the motor with an unsymmetric magnetization distribution, and compared with those of an ideally symmetric motor.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1034-1037
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• 2003

Recently in the field of precision positioning device, the contact-free actuators are gaining focuses with their outstanding performances by eliminating mechanical frictions. Th is paper is about the driving algorithm for contact-free linear actuator. The proposed driving algorithm has similar structure of drives of switched reluctance motor and reduces the normal forces and force ripple. The simulation and experiment are executed to verify the proposed method.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권1호
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• pp.46-56
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• 1994

균일한 자장이 Czochralski도가니에 가하여졌을 때의 유동장, 온도장 및 boron의 농도장이 수치적으로 연구되었다.이러한 Czochralski 도가니에 가하여졌을 때의 유동장, 온도장 및 boron의 농도 장이 수치적으로 연구되어 . 이러한 Caochralski 유동장을 지배하는 인자로는 온도차이에 의한 부력, 자유표면에서의 반경방향으로의 온도 구배로 인한 thermocapillarity, 도가니와 결정의 회전으로 인한 원심력, 외부에서 걸어준 자장에 의한 자성력, boron의 확산계수 및 segregation coefficient 등이 있다. 여기에서 boron의 농도가 매우 낮으므로 농도차이에 의한 부력의 효가 무시되므로 boron의 농도장은 유동장 및 온도장에 영향을 미치지 못한다. 희전방향으로의 대칭성으로 부터 먼저 정상 상태에 대한 자오평면(mericional plane)에서의 속도성분과 회전방향의 속도 성분이 구하여졌으며 온도장도 해석되었다. 이러한 정상상태에서의 유동장 및 온도장으로부터 boron의 농도에 관한 비정상상태에서의 농도구배가 Marangoni convection을 야기하고 있다. 또 비정상 상태의 boron의 농도장의 전달현상은 주로 대류작용에 의존하고 있다.존하고 있다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제4권4호
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• pp.375-386
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• 2011

The turbo-type blood pump studied in this paper has an impeller that is magnetically suspended in a double volute casing. The impeller rotates with minimal fluctuations caused by fluid and magnetic forces. In order to improve stability of the rotating impeller and to facilitate long-term use, a careful investigation of the pressure fluctuations and of the fluid force acting on the impeller is necessary. For this purpose, two models of the pump with different volute cross-sectional area are designed and studied with computational fluid dynamics software. The results show that the fluid force varies with the flow rate and shape of the volute, that the fluctuations of fluid force decrease with increasing flow rate and that the vibratory movement of the impeller is more efficiently suppressed in a narrow volute.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.84-93
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• 2007

주상변압기는 고객에게 직접 전력을 공급하는 설비로서 전력공급의 안정성확보를 위한 중요한 기자재 중 하나이다. 하지만 제조결함에 의한 3년 이내의 초기고장 또는 13년이 초과 사용한 후의 열화고장이 빈번히 발생하고 있어 변압기 품질분석을 통한 신뢰성이 개선된 주상변압기 개발이 필요하다. 본 논문에서는 열적, 기계적, 전기적으로 성능이 향상된 새로운 모델의 혼합절연 주상변압기를 개발하였다. 변압기의 기계적, 열적특성을 향상시키기 위한 혼합절연 방식에 대한 설계 및 제작방법을 제시하고 과부하시험을 시행하여 순간최대부하에 대응할 수 있도록 과부하내량 160[%] 까지 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 본 논문에서는 100[kVA] 1대를 시제품으로 제작하여 단락강도시험과 변압기 관련 절연시험을 시행하여 전자기계력의 분석과 단락강도설계 향상 방안에 대하여 설명하고 이와 관련하여 연구한 결과에 대해 논하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3455-3459
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• 2014

본 논문은 전자기 발사체에서 피투사체의 높은 발사력을 위한 코일건 설계 및 실험을 다루고 있다. 현재 코일건은 전자기 발사체에 적용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 코일건은 솔레노이드 형태의 코일에 전류 인가 시, 플레밍의 오른손 법칙에 의하여 발생하는 전자기력에 의해 피투사체를 추진시키는 원리이다. 피투사체의 발사력은 코일에 흐르는 전류가 생성하는 자기력과 비례한다. 전류는 코일의 수명에 영향을 미치므로 전류의 한계점이 존재한다. 따라서, 전류의 한계점을 초과하지 않고 피투사체가 받는 자기력이 최대가 되는 코일건의 설계가 요구된다. 이를 위해 먼저 코일건의 자속밀도, 자기력을 계산하고, Onderdonk's 식을 이용하여 코일의 전류 한계점을 찾는다. 솔레노이드를 설계하기 위해서 전류 한계점을 초과하지 않는 조건을 만족하며 코일건의 자기력을 최대로 가지는 권수를 알아낸다. 설계 결과에 따라 시제품을 제작하여 피투사체의 속도를 측정하기 위한 실험을 하였다. 발사된 피투사체는 CCD 카메라를 이용하여 촬영 및 분석하였으며, 평균속도 21m/s임을 알 수 있었다. 또한, 상용 전자기 해석 소프트웨어 MAXWELL을 이용한 자속 밀도 해석값와 실험값을 비교한 결과, 오차는 약 9.5%이었다.